HSPA - Highspeed Paket Access
Kaum war UMTS verfügbar, hat die Branche schon von der ersten Aufrüstung gesprochen. Ursprünglich waren im UMTS-Mobilfunknetz Übertragungsraten von 384 kBit/s in Downlink-Richtung und 64 kBit/s in Uplink-Richtung vorgesehen. Da diese Datenraten auf mittlere Sicht zu gering waren, sollte die Datenrate in den Basisstationen deutlich gesteigert werden. Schließlich war UMTS mit dem Versprechen gestartet eine Datenrate von bis zu 2 MBit/s zu ermöglichen. Mit HSPA wird dieses Versprechen endlich eingelöst. Um das zu erreichen, gibt es zwei Protokollzusätze. Zum einen HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) für den Downlink und zum anderen HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) für den Uplink. Beide Verfahren können die Datenlast in der Basisstation effektiver verteilen und abhängig von der Qualität der Funkverbindung ein höher verdichtendes Kodierungsverfahren benutzen. Beide Verfahren beschleunigen auch die Antwortzeiten des UMTS-Netzes. Für HSDPA und HSUPA sind allerdings entsprechende Endgeräte (Handys und Datenkarten) notwendig.
Da es vom Aufwand und den Kosten her fast unmöglich ist HSPA in einem Rutsch umzusetzen, gibt es verschiedene Ausbaustufen, in denen das Mobilfunknetz Stück für Stück hochgerüstet wird.
In der Literatur findet man häufig die Begriffe HSPA und HSDPA. Beides ist nicht das gleiche. HSDPA ist ein Teil von HSPA. Wenn von HSPA die Rede ist, dann ist damit im Grunde genommen HSDPA gemeint. Wird HSPA auf die zweite Ausbaustufe bezogen, dann ist damit HSDPA und HSUPA gemeint.
Der HSPA-Standard umfasst HSDPA und Enhanced Uplink (nicht mit HSUPA zu verwechseln). Damit wurde der WCDMA-Standard um zusätzliche Transport- und Signalisierungskanäle erweitert, die zu einer höheren Systemkapazität führen. Außerdem werden Netzwerkressourcen gebündelt und es kommen besserer Modulationsverfahren zum Einsatz.
Während in einer UMTS-Zelle nur etwa drei bis vier Teilnehmer mit einer vernünftigen Übertragungsrate das Mobilfunknetz gleichzeitig nutzen können, wird durch HSDPA die Kapazität der UMTS-Zelle auf 15 Nutzer erweitert.
Die Erweiterungen durch HSDPA betreffen ausschließlich das UTRAN und das UE. Das Core Network ist davon nicht betroffen. Doch durch die steigende Übertragungsrate muss auch das Core Network und die Anbindung der Basisstationen (Node-B) erweitert werden. Viele Node-B sind mit einer E1-Leitung (2 MBit/s) an das Core Network (Kernnetz) angebunden. Wenn dort wirklich HSDPA umgesetzt wird und wenn wirklich mehrere Teilnehmer annähernd 1,8 MBit/s oder mehr von HSDPA ausnutzen wollen, dann wäre die Leitung zum Core Network mit nur 2 MBit/s viel zu gering. Die Netzbetreiber müssen also nicht nur die Basisstationen aufrüsten, sondern auch die Verbindungen zum Core Network. Das ist nicht nur eine langwierige, sondern auch teure Angelegenheit. Spätestens wenn HSPDA mit 3,6 MBit/s oder 7,2 MBit/s kommt, dann müssen die Basisstationen optimal versorgt sein.
Übertragungsgeschwindigkeiten im Vergleich
| UMTS | 2004 | Downlink | 0,384 MBit/s |  |
|---|---|---|---|---|
| Uplink | 0,064 MBit/s | |
||
| HSDPA 1. Ausbaustufe | 2006 | Downlink | 1,8 MBit/s | |
| Uplink | 0,384 MBit/s | |
||
| HSDPA 2. Ausbaustufe mit HSUPA |
2007 | Downlink | 3,6 MBit/s | |
| Uplink | 1,8 MBit/s | |
||
| HSDPA 3. Ausbaustufe mit HSUPA |
2008 | Downlink | 7,2 MBit/s | |
| Uplink | 3,6 MBit/s | |
Geschwindigkeiten der HSPA-Spezifikation
Die Geschwindigkeitsangaben beziehen sich auf das theoretische Maximum.
| 3GPP-Norm | HSDPA (Downstream) | HSUPA (Upstream) | Besonderheiten |
|---|---|---|---|
| HSPA | 1,8 MBit/s | 384 kBit/s | - |
| HSPA | 3,6 MBit/s | 1,8 MBit/s | - |
| HSPA | 7,2 MBit/s | 3,6 MBit/s | - |
| HSPA+ Release 6 | 14,4 MBit/s | 5,76 MBit/s | - |
| HSPA+ Release 7 | 21,1 MBit/s | 11,5 MBit/s | 64QAM/16QAM |
| 28,0 MBit/s | 11,5 MBit/s | 16QAM/16QAM, 2x2 MIMO | |
| HSPA+ Release 8 | 42,2 MBit/s | 11,5 MBit/s | 64QAM/16QAM, 2x2 MIMO |
| HSPA+ Release 9 | 84,0 MBit/s (rechnerisch) | 11,5 MBit/s | 64QAM/16QAM, 2x2 MIMO, 2 x 5 MHz |
In den weiteren Entwicklungsstufen der 3GPP-Spezifikationen folgt HSPA+ und LTE:
Übersicht: UMTS-Technik
- UMTS - Universal Mobile Telecommunications System
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- UMTS-Funkschnittstelle
- UMTS-Netzabdeckung
- HSDPA - High Speed Downlink Packet Access
- HSUPA - High Speed Uplink Packet Access
Weitere verwandte Themen:
- EDGE - Enhanced Data Rates for GSM Evolution
- GSM - Global System for Mobile Communications
- IMS - IP Multimedia Subsystem
- Datenübertragung im Mobilfunk
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